Što je EMF - objašnjenje jednostavnim riječima
Prije nego što prijeđemo na glavni dio članka, napominjemo da su EMF i napon vrlo blizu u značenju, ali i dalje malo različiti. Ukratko, EMF je na izvoru napajanja bez opterećenja, a kada se na njega priključi opterećenje, to je napon. Jer je broj volti na FE pod opterećenjem gotovo uvijek nešto manji nego bez njega. To je zbog prisutnosti unutarnjeg otpora takvih izvora energije kao što su transformatori i galvanske stanice.
Elektromagnetska indukcija (samoindukcija)
Krenimo od elektromagnetske indukcije. Ovaj fenomen opisuje zakon. farada elektromagnetske indukcije, Fizičko značenje ovog fenomena je sposobnost elektromagnetskog polja da inducira EMF u obližnjem vodiču. U ovom slučaju se bilo polje treba promijeniti, na primjer, u veličini i smjeru vektora, ili se pomicati u odnosu na vodič, ili se vodič mora pomicati u odnosu na to polje. Na krajevima vodiča u ovom slučaju dolazi do potencijalne razlike.
Postoji još jedan fenomen koji je sličnog značenja - međusobna indukcija. Leži u činjenici da promjena smjera i jačine struje jedne zavojnice inducira EMF na terminalima obližnje zavojnice, a široko se koristi u raznim poljima tehnologije, uključujući električnu i elektroniku. On podliježe radu transformatora, gdje magnetski tok jednog namota inducira struju i napon u drugom.
U elektricama se fizički učinak zvan EMF koristi u proizvodnji posebnih izmjeničnih pretvarača koji daju željene vrijednosti efektivnih vrijednosti (struja i napon). Zahvaljujući fenomenima indukcije i samoinduktivnost inženjeri su uspjeli razviti mnoge električne uređaje: od konvencionalnih induktor (leptira za gas) i do transformatora.
Koncept međusobne indukcije odnosi se samo na izmjeničnu struju, tijekom prolaska koje magnetski tok mijenja u krugu ili vodiču.
Za električnu struju istosmjerne struje karakteristične su i druge manifestacije ove sile, kao što je, na primjer, razlika potencijala na polovima galvanske ćelije, o kojoj ćemo kasnije govoriti.
Elektromotori i generatori
Isti elektromagnetski učinak uočen je u dizajnu asinhron ili sinkroni elektromotorčiji su glavni element induktivne zavojnice. O njegovom radu na pristupačnom jeziku opisano je u mnogim udžbenicima vezanim za predmet pod nazivom "Elektrotehnika". Da bismo razumjeli suštinu procesa, dovoljno je podsjetiti se da se indukcijski emf inducira kada se vodič promeće unutar drugog polja.
Prema gore spomenutom zakonu elektromagnetske indukcije, u namotu armaturne armature za vrijeme rada često se inducira brojač EMF koji se često naziva "protu-EMF", jer kada motor radi, usmjeren je prema primijenjenom naponu. To također objašnjava nagli porast struje koju motor troši s povećanim opterećenjem ili zastojem osovine, kao i proklizavajuće struje. Za elektromotor svi su uvjeti za pojavu razlike potencijala - prisilna promjena magnetskog polja njegovih zavojnica dovodi do pojave zakretnog momenta na osi rotora.
Nažalost, nećemo temeljito raspravljati o ovoj temi u ovom članku - napišite u komentarima ako vas to zanima, a mi ćemo razgovarati o tome.
U drugom električnom uređaju - generatoru, sve je potpuno isto, ali procesi koji se događaju u njemu imaju suprotan smjer. Kroz namote rotora prolazi električna struja, oko njih nastaje magnetsko polje (mogu se koristiti stalni magneti). Kad se rotor okreće, polje zauzvrat inducira EMF u namotima statora - iz kojeg se uklanja struja opterećenja.
Još neka teorija
Pri projektiranju takvih krugova uzimaju se u obzir raspodjela struja i pad napona preko pojedinih elemenata. Za izračunavanje raspodjele prvog parametra koristi se dobro poznati fizika. drugi zakon Kirchhoffa - zbroj padova napona (uzimajući u obzir znak) na svim granama zatvorene petlje jednak je algebarskoj sumi EMF-a grana ove petlje) i za određivanje njihovih vrijednosti koristite Ohmov zakon za odjeljak lanca ili Ohmov zakon za cijeli lanac, čija je formula dana u nastavku:
I = E / (R + r),
gdje E - EMF, R je otpornost na opterećenje r je otpor izvora energije.
Unutarnji otpor izvora energije jest otpor namotaja generatora i transformatora, koji ovisi o presjeku žice kojom su namotani i njegovoj duljini, kao i o unutarnjem otporu galvanskih ćelija, što ovisi o stanju anode, katode i elektrolita.
Prilikom provođenja izračuna mora se uzeti u obzir unutarnji otpor izvora energije koji se smatra paralelnim spojem na krug. Preciznijim pristupom, uzimajući u obzir velike vrijednosti radnih struja, uzima se u obzir otpor svakog spojnog vodiča.
EMF kod kuće i jedinica
Ostali primjeri nalaze se u praktičnom životu svake obične osobe. Takve poznate stvari kao što su baterije malih dimenzija, kao i druge minijaturne baterije, spadaju u ovu kategoriju. U ovom slučaju, radni emf nastaje zbog kemijskih procesa koji se odvijaju unutar izvora stalnog napona.
Kada se pojavi na terminalima (stupovima) baterije zbog unutarnjih promjena - element je potpuno spreman za rad. S vremenom se veličina EMF-a malo smanjuje, a unutarnji otpor se značajno povećava.
Kao rezultat toga, ako izmjerite napon na bateriji bez prsta koja nije povezana ni na što, vidjet ćete da je 1.5V (ili tako nekako) normalno za njega, ali kad je opterećenje povezano s baterijom, recimo da ste je ugradili u neki uređaj - ne radi.
Zašto? Jer ako pretpostavite da je unutarnji otpor voltmetra mnogostruko veći od unutarnjeg otpora baterije, tada ste izmjerili njegov EMF. Kad je baterija počela davati struju u opterećenju na svojim terminalima, postala je ne 1.5V, ali, recimo, 1.2V - ni napon ni struja nisu bili dovoljni za normalan rad uređaja. Upravo tih 0,3 V i palo je na unutarnji otpor galvanske ćelije. Ako je baterija potpuno stara i uništene su joj elektrode, tada na terminalima baterije možda neće biti elektromotorne sile ili napona - tj. nula.
Ovaj primjer jasno pokazuje razliku između EMF i napona. Autor isto govori na kraju videa, koji vidite u nastavku.
Možete saznati više o tome kako nastaje emf galvanske ćelije i kako se mjeri u sljedećem videu:
Vrlo mala elektromotorna sila također se inducira unutar antene prijemnika, koja se zatim pojačava u posebnim fazama, a dobivamo svoj televizijski, radio, pa čak i Wi-Fi signal.
zaključak
Sažimo ih i još jednom ukratko podsjećamo što je EMF i u kojim jedinicama SI je ta vrijednost izražena.
- EMF karakterizira rad vanjskih sila (kemijskih ili fizičkih) neelektričnog podrijetla u električnom krugu. Ta sila vrši posao prijenosa električnih naboja na njega.
- EMF se poput napona mjeri u voltima.
- Razlika između EMF-a i napona je u tome što se prvi mjeri bez opterećenja, a drugi s opterećenjem, a uzima se u obzir unutarnji otpor izvora energije i ima učinak.
I na kraju, kako biste konsolidirali pokriveni materijal, savjetujem vam da pogledate još jedan dobar video na ovu temu:
Srodni materijali:
Učitavanje ...
